火花放电是一种气体温度介于电弧放电和介质阻挡放电（DBD）之间的放电形式,具有设备简单、成本较低、转化率高和能量利用效率高等优点,是存在工业化潜力的甲烷高效转化技术。纳秒脉冲放电具有窄脉宽和上升沿,能够提高火花放电等离子体的不平衡程度,降低气体温度,进一步提高甲烷转化能量利用效率。本文研究纳秒脉冲甲烷放电的放电特性和产物分布,实验结果表明在输入能量为170kJ/mol的条件下,甲烷转化率可达60%、氢气选择性和产率分别为44.4%和26.6%、乙炔选择性和产率分别为28.8%和16.8%、总能量利用效率为33.9%、氢气能量利用效率为23%。获得了350～700nm的甲烷等离子发射光谱（OES）,包括Ha、Hb、Hg 氢原子等Balmer谱线和CH、C+、C2等谱线,并利用Ha 的Stark展宽效应估算了电子密度约为1017cm-3量级。利用ICCD和单色仪获得了电子密度和CH、C2发射光谱演变过程,实验结果表明电子密度随时间逐渐减少;C+几乎仅在外加脉冲时存在,CH仅在外加脉冲结束后出现,说明C+主要是由电子碰撞产生的,而C+在放电结束后与H发生反应生成CH,CH进一步复合生成C2H2。
类型: 期刊论文
作者: 孙昊,张帅,韩伟,高远,王瑞雪,邵涛
关键词: 甲烷无氧转化,纳秒脉冲放电,发射光谱,电子密度
来源: 电工技术学报 2019年04期
年度: 2019
分类: 工程科技Ⅱ辑,工程科技Ⅰ辑
专业: 化学
单位: 中国科学院电力电子与电气驱动重点实验室中国科学院电工研究所,中国科学院大学,中国石化石油化工科学研究院
基金: 石油化工催化材料与反应工程国家重点实验室(中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院)开放基金课题(33600000-15-zc0607-0001),国家自然科学基金重点基金(51637010),青年基金(51507169),中英人才基金(51561130156),牛顿高级学者基金(NA140303)资助项目
分类号: O646.7
DOI: 10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.180032
页码: 880-888
总页数: 9
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本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/bf95bcafbd6fd12f36864cd4.html